HD4 nguyễn anh tú nghiên cứu, thiết kế hệ thống phân loại sản phẩm theo QR code

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ - - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO QR CODE Giáo viên hướng dẫn: T.S NGUYỂN ANH TÚ Sinh viên thực : TRẦN TUẤN ANH 2018606322 VŨ MINH HIẾU 2018606356 LƯU THANH HÒA 2018606135 Hà Nội - 2022 LỜI NÓI ĐẦU Xã hội ngày phát triển, nhu cầu vật chất tình thần người ngày tăng lên, tốn cung cấp ln nhà sản xuất tìm cách giải Tự động hóa dây chuyền sản xuất phương án cấp thiết, địi hỏi nhanh chóng, xác, tăng xuất, giảm thiểu sức lao động người Q trình sản xuất tự động hóa cao giúp suất nâng cao giảm chi phí tăng tính cạnh tranh cho doanh nghiệp Xét điều kiện cụ thể nước ta công cơng nghiệp hóa, đại hóa sử dụng nhiều thiết bị đại dể điều khiển tự động q trình sản xuất, gia cơng,… Điều dẫn tới việc hình thành hệ thống sản xuất linh hoạt, cho phép tự động hóa mức độ cao sản xuất hàng loạt sở sử dụng máy tự động, robot cơng nghiệp,… Trong có khâu quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng hành hóa bán hệ thống phân loại sản phẩm Đồ án “ Nghiên cứu, thiết kế hệ thống phân loại sản phẩm theo QR code” nghiên cứu nhằm củng cố kiến thức, đồng thời giúp cho sinh viên chúng em thấy mối liên hệ kiến thức học trường với kiến thức thực tiễn bên ngoài, để sau trường làm việc có thêm kinh nghiệm q giá cơng việc Đề tài có nhiều ứng dụng quan trọng nhiều lĩnh vực vận chuyển, kiểm tra hàng hóa phân loại sản phẩm hỗ trợ tối ưu cho người sống đại ngày LỜI CẢM ƠN Lời em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy cô giáo khoa nhiệt tình giúp đỡ chúng em kiến thức liên quan tới lĩnh vực nghiên cứu đề tài thời gian thực đề tài, kiến thức mà thầy cô truyền đạt cho chúng em suốt thời gian học tập trường Đề tài “ Nghiên cứu thiết kế hệ thống phân loại sản phẩm QR code” mà nhóm chúng em lựa chọn cho đồ án tốt nghiệp giúp ích cho việc thúc đẩy phát triển ngành công nghiệp, cao sản lượng, giảm hao phí Trong q trình thực báo cáo, nhóm em cố gắng để hồn thành cách tốt Nhưng với lượng kiến thức trải nghiệm cịn hạn chế nên khó tránh khỏi sai sót mong thầy đóng góp để đề tài em hoàn thiện Chúng em xin gửi lời cảm ơn trân thành đến T.S Nguyễn Anh Tú nhiệt tình quan sát, tận tình hướng dẫn bảo điều cần sửa đổi bổ sung giúp đỡ để nhóm chúng em đạt yêu cầu đề tài Chúng em xin chân thành cảm ơn ! Hà Nội, ngày… tháng…năm 2022 Nhóm sinh viên thực Trần Tuấn Anh Vũ Minh Hiếu Lưu Thanh Hòa MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH DANH MỤC BẢNG BIỂU 10 CỤM TỪ VIẾT TẮT 11 ĐẠI LƯỢNG TOÁN HỌC 12 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM 13 1.1 Tổng quan hệ thống phân loại sản phẩm 13 1.1.1 Lịch sử nghiên cứu 13 1.1.2 Một số hệ thống phân loại sản phẩm điển hình 15 1.2 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu 18 1.3 Phương pháp nghiên cứu 18 CHƯƠNG CƠ SỞ THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM 20 2.1 Phương pháp nhận diện QR code 20 2.1.1 Tổng quan QR code 20 2.1.2 Phương pháp nhận dạng QR code 22 2.1.3 Kết nối giao diện C# với PLC 22 2.2 Giải pháp điều khiển hệ thống 24 2.2.1 Tổng quan điều khiển PLC 24 2.2.2 Cấu tạo nguyên lý hoạt động 25 2.2.3 Các sở lý thuyết liên quan 30 CHƯƠNG TÍNH TỐN, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MƠ HÌNH HỆ THỐNG 33 3.1 Thiết kế tổng thể hệ thống phân loại 33 3.1.1 Quy trình cơng nghệ 33 3.1.2 Sơ đồ khối hệ thống 33 3.2 Tính tốn, thiết kế hệ thống khí 35 3.2.3 Tính tốn thơng số băng tải 35 3.2.4 Tính chọn động băng tải 37 3.2.5 Tính chọn xylanh khí nén 40 3.3 Tính tốn, thiết kế hệ thống điều khiển 45 3.3.1 Bộ điều khiển trung tâm 45 3.3.2 Module TB-6600 Driver điều khiển động bước 49 3.3.3 Cảm biến quang điện 52 3.3.4 Lựa chọn máy nén khí 52 3.3.5 Nguồn xung DC 24V-10A 54 3.3.6 Thiết bị đóng cắt nguồn điện 54 3.3.7 Webcam quét QR 55 3.4 Xây dựng phần mềm giám sát hệ thống 55 3.5 Chế tạo, thử nghiệm đánh giá hệ thống 56 3.5.1 Lắp ráp 56 3.5.2 Kết thử nghiệm 57 3.5.3 Đánh giá 58 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO 60 PHỤ LỤC 61 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Máy phân loại sản phẩm theo kích thước [6] 15 Hình 1.2: Máy phân loại sản phẩm theo khối lượng [6] 16 Hình 1.3: Máy phân loại sản phẩm theo màu sắc [6] 16 Hình 1.4: Máy phân loại sản phẩm theo hình ảnh sử dụng camera [6] 17 Hình 1.5: Kiểm tra mã vạch sản phẩm nước sau đóng gói [6] 17 Hình 2.1: Cấu tạo QR code 20 Hình 2.2: Quy trình tạo quét QR code 22 Hình 2.3: Cách xếp nội dung mã nhị phân 22 Hình 2.4: Giao diện Microsoft Visual Studio 23 Hình 2.5: Sơ đồ khối vận hành PLC 25 Hình 2.6: Sơ đồ khối PLC 27 Hình 2.7: Sơ đồ cấu trúc hoạt động điều khiển PLC 29 Hình 2.8: Giao diện phần mềm TIA Portal 30 Hình 2.9: Giao diện phần mềm WinCC 32 Hình 3.1: Sơ đồ khối hệ thống 33 Hình 3.2: Lực tác dụng lên băng tải 37 Hình 3.3: Động bước AK-M142U 39 Hình 3.4: Xy lanh xoay CRBU2S40-90DZ 42 Hình 3.5: Thơng số kỹ thuật xoay CRBU2S40-90DZ 43 Hình 3.6: Xylanh khí nén CXSL15-70 44 Hình 3.7: PLC S7-1200 47 Hình 3.8: Driver TB-6600 [7] 49 Hình 3.9: Sơ đồ nối dây 50 Hình 3.10: Cảm biến quang điện E3F-DS30C4 [8] 52 Hình 3.11: Máy bơm khí nén 24V 53 Hình 3.12: Nguồn xung DC 24V-10A [9] 54 Hình 3.13: Aptomat BKN -B C1 [10] 54 Hình 3.14: Webcam QR 55 Hình 3.15: Giao diện giám sát hệ thống WinCC 55 Hình 3.16: Giao diện Visual Studio 56 Hình 3.17: Băng chuyền 56 Hình 3.18: Mơ hình hồn thành 57 68 public Form1() { InitializeComponent(); cameras = new FilterInfoCollection(FilterCategory.VideoInputDevice); foreach(FilterInfo info in cameras ) { cbb_cam.Items.Add(info.Name); } cbb_cam.SelectedIndex = 0; } private void Form1_Load(object sender, EventArgs e) { mode = 0; grb_camera.Enabled = true; grb_camera.BackColor = Color.Silver; } private void btn_makeqr_Click(object sender, EventArgs e) { if (tb_obj.Text != "" && cbb_vitri.Text != "") { QRCoder.QRCodeGenerator qr = new QRCoder.QRCodeGenerator(); string nd = tb_obj.Text + "-" + cbb_vitri.Text; 69 var data = qr.CreateQrCode(nd, QRCoder.QRCodeGenerator.ECCLevel.H); var code = new QRCoder.QRCode(data); ptb_makeqr.Image = code.GetGraphic(10); } else { MessageBox.Show("Vui lịng nhập đủ thơng tin !!!","Thơng báo"); } } private void btn_save_Click(object sender, EventArgs e) { img = ptb_makeqr.Image; SaveFileDialog sf = new SaveFileDialog(); sf.Filter = "JPG(*.JPG)|*.jpg"; if(sf.ShowDialog()==DialogResult.OK) { img.Save(sf.FileName); } } private void btn_start_auto_Click(object sender, EventArgs e) { timer_checkqr.Enabled = true; if(cam!=null && cam.IsRunning) 70 { cam.Stop(); } cam = new VideoCaptureDevice(cameras[cbb_cam.SelectedIndex].MonikerString); cam.NewFrame += cam_NewFrame; cam.Start(); } void cam_NewFrame(object sender, NewFrameEventArgs eventArgs) { Bitmap bm = (Bitmap)eventArgs.Frame.Clone(); ptb_qr.Image = bm; } private void btn_stop_auto_Click(object sender, EventArgs e) { if (cam != null && cam.IsRunning) { cam.Stop(); PictureBox ptb = new PictureBox(); ptb.BackColor = Color.LightGray; ptb_qr.Image = ptb.Image; } } 71 protected override void OnClosed(EventArgs e) { base.OnClosed(e); if (cam != null && cam.IsRunning) { cam.Stop(); } } private void check_qr() { while (true) { try { if (ptb_qr.Image != null) { MessageBox.Show("run"); img_qr_auto = ptb_qr.Image; MessagingToolkit.QRCode.Codec.QRCodeDecoder decoder = new MessagingToolkit.QRCode.Codec.QRCodeDecoder(); tb_ndqr.Text = decoder.Decode(new QRCodeBitmapImage(ptb_qr.Image as Bitmap)); } } 72 catch { } } } private void timer_checkqr_Tick(object sender, EventArgs e) { try { if (ptb_qr.Image != null) { //MessageBox.Show("run"); img_qr_auto = ptb_qr.Image; BarcodeReader reader = new BarcodeReader(); var result = reader.Decode(img_qr_auto as Bitmap); if (result != null) { try { tb_ndqr.Text = result.ToString(); string input = tb_ndqr.Text; byte[] data_byte = S7.Net.Types.String.ToByteArray(input); //convert List values = new List(); byte maxLength = (byte)input.Length; 73 byte actuaLength = (byte)input.Length; values.Add(maxLength); values.Add(actuaLength); values.AddRange(data_byte); // end convert //if (plc.IsConnected) //{ // int dbnumber=25; // int start_add=0; // plc.WriteBytes(DataType.DataBlock, dbnumber, start_add,values.ToArray()); // //MessageBox.Show("Kết nối thành công", "Thông báo"); //} //else //{ // MessageBox.Show("Kết nối không thành công", "Thông báo"); //} // van hanh tu dong if (input.IndexOf("vitri1") != -1) { if (plc.IsConnected) { plc.Write("M0.2", 1); plc.Write("M0.2", 0); 74 //MessageBox.Show("Kết nối thành công", "Thông báo"); } else { MessageBox.Show("Kết nối không thành công", "Thông báo"); } } if (input.IndexOf("vitri2") != -1) { if (plc.IsConnected) { plc.Write("M0.3", 1); plc.Write("M0.3", 0); //MessageBox.Show("Kết nối thành công", "Thông báo"); } else { MessageBox.Show("Kết nối không thành công", "Thông báo"); } } if (input.IndexOf("vitri3") != -1) { 75 if (plc.IsConnected) { plc.Write("M0.4", 1); plc.Write("M0.4", 0); //MessageBox.Show("Kết nối thành công", "Thông báo"); } else { MessageBox.Show("Kết nối không thành công", "Thông báo"); } } } catch { } } } } catch { } } // hiệu ứng nhấn nút 76 private void btn_start_auto_MouseDown(object sender, MouseEventArgs e) { btn_start_auto.BackColor = Color.Gray; } private void btn_start_auto_MouseUp(object sender, MouseEventArgs e) { btn_start_auto.BackColor = Color.Silver; } private void btn_stop_auto_MouseDown(object sender, MouseEventArgs e) { btn_stop_auto.BackColor = Color.Gray; } private void btn_stop_auto_MouseUp(object sender, MouseEventArgs e) { btn_stop_auto.BackColor = Color.Silver; } private void btn_makeqr_MouseDown(object sender, MouseEventArgs e) { btn_makeqr.BackColor = Color.Silver; } 77 private void btn_save_MouseDown(object sender, MouseEventArgs e) { btn_save.BackColor = Color.Silver; } private void btn_makeqr_MouseUp(object sender, MouseEventArgs e) { btn_makeqr.BackColor = Color.Gray; } private void btn_save_MouseUp(object sender, MouseEventArgs e) { btn_save.BackColor = Color.Gray; } // s7.net private void btn_test_connect_Click(object sender, EventArgs e) { plc = new Plc(CpuType.S71200,tb_ip_plc.Text, 0, 1); plc.Open(); if (plc.IsConnected) { MessageBox.Show("Kết nối thành công", "Thông báo"); //plc.Close(); } else { MessageBox.Show("Kết nối không thành công", "Thông báo"); 78 } } private void btn_run_Click(object sender, EventArgs e) { if (plc.IsConnected) { plc.Write("M0.0", 1); plc.Write("M0.0", 0); MessageBox.Show("Kết nối thành công", "Thông báo"); } else { MessageBox.Show("Kết nối không thành công", "Thông báo"); } } private void btn_stop_Click(object sender, EventArgs e) { if (plc.IsConnected) { plc.Write("M0.1", 1); plc.Write("M0.1", 0); MessageBox.Show("Kết nối thành công", "Thông báo"); } else { MessageBox.Show("Kết nối không thành công", "Thông báo"); 79 } } private void btn_xoa_sl_Click(object sender, EventArgs e) { if (plc.IsConnected) { plc.Write("M1.3", 1); plc.Write("M1.3", 0); //MessageBox.Show("Kết nối thành công", "Thông báo"); } else { MessageBox.Show("Kết nối không thành công", "Thông báo"); } } private void tb_ip_plc_TextChanged(object sender, EventArgs e) { } private void ptb_qr_Click(object sender, EventArgs e) { } } } Bắt đầu Tay máy vị trí mặc định Start S Đ S Manual Auto Đ BT1 S Đ Đ Tiến trình Máy tính xử lý tín hiệu Đ Tiến trình Thực tiến trình tương ứng Đ Tiến trình S Stop Đ Kết thúc S BT2 S S BT3 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHÂN LOẠI SẢN PHẦM THEO MÃ QR Tr.nhiệm Họ tên Thiết kế Vũ Minh Hiếu Hướng dẫn Ts.Nguyễn Anh Tú Chữ kí Ngày Số lượng: LƯU ĐỒ THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN Tờ: Khối lượng: Số tờ: Tỉ lệ Trường đại học Công nghiệp Hà Nội Duyệt 24VDC cảm biến tc cảm biến tc GND on off B- B+ A- A+ GND 24V X EN+ EN- CW- CW+ CLK- CLK+ Q0.1 Q0.0 K1 K2 K3 K4 24VDC Q0.0 Q0.1 GND ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO MÃ QR Tr.nhiệm Họ tên Thiết kế Lưu Thanh Hịa Chữ kí Ngày Số lượng: BẢN VẼ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN Tờ: Khối lượng: Số tờ: Tỉ lệ Hướng dẫn Ts.Nguyễn Anh Tú Trường đại học Công nghiệp Hà Nội Duyệt 13 10 11 12 18 14 19 15 16 20 17 21 STT Chi tiết WebCam Mô tả SL Xilanh nâng hạ Xilanh gắp Motor Con lăn Gá cảm biến Gá Motor Puly Dây belt 10 Xilanh quay 11 Xilanh vươn 12 Khung hệ thống Nhơm định hình 13 Nút nhấn Nút nhấn Start/Stop 14 15 16 17 PLC S7-1200 Relay Driver TB6600 Nguồn 24V 1 1 18 19 Van 5/2 Khung đỡ xy lanh 20 Khung đỡ WebCam 21 Băng tải ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO MÃ QR Tr.nhiệm Thiết kế Họ Tên Nhóm Hướng dẫn Ts.Nguyễn Anh Tú Duyệt Chữ ký Ngày Số lượng: BẢN VẼ LẮP Tờ: Khối lượng: Số tờ: Tỉ lệ: Trường: Đại Học Công Nghiệp Hà nội ... CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM 13 1.1 Tổng quan hệ thống phân loại sản phẩm 13 1.1.1 Lịch sử nghiên cứu 13 1.1.2 Một số hệ thống phân loại sản phẩm điển hình ... thống phân loại sản phẩm Đồ án “ Nghiên cứu, thiết kế hệ thống phân loại sản phẩm theo QR code? ?? nghiên cứu nhằm củng cố kiến thức, đồng thời giúp cho sinh viên chúng em thấy mối liên hệ kiến thức... sản phẩm theo kích thước [6] 15 Hình 1.2: Máy phân loại sản phẩm theo khối lượng [6] 16 Hình 1.3: Máy phân loại sản phẩm theo màu sắc [6] 16 Hình 1.4: Máy phân loại sản phẩm theo